PRÁCTICA 2.

1.- Título

Determinación del calor específico de un liquido por el método de mezclas.

2.-Objetivo.

Determinar el calor específico del líquido problema mezclándolo con otro líquido (agua desionizada) en un calorímetro. Se tiene que cumplir que ambos líquidos se mezclen homogéneamente y no reaccionen químicamente entre sí.

3.- Fundamento teórico

Se va a basar en el equilibrio térmico: m1.Ce1.(t1-tf) = Ck.(tf-t2) + m2.Ce2.(tf-t2)

Ahora conocemos Ck y queremos conocer Ce1.

Ce1 = (tf-t2).(Ck + m2.Ce2)

m1.(t1-tf)

Variables fijas: m1: Masa de vinagre

m2: Masa de agua

Ce2: Calor específico del agua

Variables a medir: t1: Temperatura del vinagre caliente

t2: Temperatura del agua a temperatura ambiente

tf: Temperatura de la mezcla de los dos

4.- Materiales.

• 1 calorímetro

• 1 baño termostático

• 1 vaso de precipitados

• 1 probeta

• 1 termómetro digital

• Agua des-ionizada (300 ml)

• Vinagre comercial (100 ml)

5.- Procedimiento

Se introduce el agua en el calorímetro y se deja el tiempo suficiente hasta que adquiera una temperatura homogénea. Se toma la temperatura de esta agua que va a ser t2. Por otra parte, se calienta el líquido problema en al baño a una temperatura a 60ºC aproximadamente. Se procura que sea uniforme y se vierte rápidamente en el calorímetro. Esa temperatura tomada es t1. Una vez que está en el calorímetro se agita hasta alcanzar la temperatura final de equilibrio tf. Se hacen los cálculos y se haya Ce1. se repite este proceso cuatro veces tomando los valores aproximados y se hace la media.

CÁLCULOS NECESARIOS PARA HAYAR EL CALOR ESPECÍFICO DEL AGUA

Los 300 ml de agua y los 100 ml de vinagre son pesados.

CONDICIONES DEL LABORATORIO: 77,5% de humedad

18ºC

1º ensayo

Gramos de agua: 291,5 gr

Gramos de vinagre: 99,17 gr

T1: 60,2ºC

T2: 18,3ºC

Tf: 28,2ºC

m1.(t1-tf).Ce1 = Ck.(tf-t2) + m2.Ce2.(tf-t2)

99,17.(60-28,2).Ce1 = 139,28.(28-18,5) + 300 . 4,184.(28-18,6)

3069,31.Ce1 = 1323,16 + 11924,4

Ce1 = 4,317 J/gr.ºC

2º ensayo

Gramos de agua: 300 gr

Gramos de vinagre: 99,01 gr.

T1: 59ºC

T2: 18,6ºC

Tf: 28ºC

m1.(t1-tf).Ce1 = Ck.(tf-t2) + m2.Ce2.(tf-t2)

99,01.(59-28).Ce = 139,28.(28-18,5) + 300 . 4,184.(28-18,6)

3069,31.Ce = 1323,16 + 11924,4

Ce1 = 4,317 J/gr.ºC

3º ensayo

Gramos de agua: 292,5 gr.

Gramos de vinagre: 99,51 gr.

T1: 61ºC

T2:19,6ºC

Tf: 29,5ºC

m1.(t1-tf).Ce1 = Ck.(tf-t2) + m2.Ce2.(tf-t2)

99,5.(61-29,5).Ce = 139,28.(29,5-19,6) + 292,5 . 4,184.(29,5-19,6)

3134,25.Ce1 = 1378,872 + 12115,818

Ce1 = 4,3055 J/gr.ºC

4º ensayo

Gramos de agua: 293,3 gr.

Gramos de vinagre: 99,22 gr.

T1: 60,1ºC

T2: 18,4ºC

Tf: 28,2ºC

m1.(t1-tf).Ce1 = Ck.(tf-t2) + m2.Ce2.(tf-t2)

99,22.(60,1-28,2). Ce1 = 139,28.(28,2-18,4) + 293,3 . 4,184.(28,2-18,4)

3165,11.Ce1 = 1364,94 + 12300,96

Ce1 = 4,23 J/gr.ºC

MEDIA DEL CALOR ESPECÍFICO DEL VINAGRE.

Con estos cuatro primeros cálculos hemos obtenido unos valores muy parecidos entre sí, se le llama el valor aproximado. Para hallarlo tenemos que hacer la media de esos cuatro valores:

(4,26 + 4,317 + 4,3055 + 4,23) J/ºC = 4,27 J/gr. ºC

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6. Conclusiones:

Los resultados no son los mismos porque:

• El calorímetro pierde calor por uno de sus agujeros.

• Por que las temperaturas no son siempre las mismas.

7.- Diagrama de procesos

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Repetir este proceso tantas veces como sea necesario, hasta hallar una secuencia continua de valores parecidos entre sí. Hacer la media aritmética.

Se realizan los cálculos necesarios para hallar Ce.

Se tapa y se agita para homogeneizar la temperatura.

Se deja un tiempo para que adquieran la misma temperatura. Hay que esperar unos segundos a que el termómetro se estabilice.

Se miden las condiciones de temperatura y humedad del laboratorio con un higrómetro.

OBTENCIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DEL VINAGRE.

Cuando se estabiliza el termómetro se toma la temperatura final (tf) del agua.

Se vuelven a medir con la probeta 100 ml de vinagre y se pesan (m1), que se calienta a 60ºC (t1) y se añade al agua que ya hay en el calorímetro.

Con una probeta se miden 300 ml de agua desionizada y se pesan (m2); se vierten en el calorímetro. Tomamos la temperatura (t2), siempre con la tapa del calorímetro puesta.

DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DEL VINAGRE POR EL MÉTODO DE MEZCLAS.